Grupo:4RM2 Nombre: Lpez Figueroa Alam Alberto

PROFESOR: JOS EMMANUEL BONILLA RODRGUEZ [mTODOS NUMRICOS]

MANUFACTURAPROFESOR: JOS EMMANUEL BONILLA RODRGUEZ

Grupo:4RM2 Nombre: Lpez Figueroa Alam AlbertoPROFESOR: JOS EMMANUEL BONILLA RODRGUEZ PROFESOR: JOS EMMANUEL BONILLA RODRGUEZ FECHA:19 DE ABRIL DEL 2015INGENIERA DE MANUFACTURA APLICADA

Instituto Politcnico NacionalEscuela Superior de Ingeniera Mecnica Y ELCTRICA Unidad Azcapotzalco

NDICE

INTRODUCCIN----------------------------------Pg 3

OBJETIVO-------------------------------------------Pg 4

FORJA------------------------------------------------Pg 4

ACERO-----------------------------------------------Pg 9

TRATAMIENTOS TRMICOS----------------Pg 12

CROQUIS------------------------------------------Pg 16

CONCLUSIN------------------------------------Pg 21

WEBGRAFA----------------------------------------Pg 21

INTRODUCCIN

El forjado es uno de los procesos de trabajo de los metales ms antiguos conocidos. Tradicionalmente, la creacin fue realizada por un herrero con el martillo y el yunque, y aunque el uso de la energa del agua en la produccin y el trabajo del hierro se remonta al siglo 12, el martillo y el yunque no son obsoletos. La herrera o forja ha evolucionado durante siglos para convertirse en un centro de los procesos de ingeniera, equipo de produccin, herramientas, materias primas y productos para satisfacer las demandas de la industria moderna.

En la poca moderna, industrial forjado se realiza ya sea con mquinas o con martillos accionados por aire comprimido, electricidad, hidrulica o vapor. Estos martillos pueden tener pesos movimiento alternativo en los miles de libras. Martillos ms pequeos de potencia, 500 libras o peso menos alternativo, y prensas hidrulicas son comunes en las herreras de arte tambin. Algunos martillos de vapor permanecen en uso, pero se convirtieron en obsoletos con la disponibilidad de los otros, ms convenientes, fuentes de energa.OBJETIVO

El objetivo de la presente prctica es conocer los conceptos bsicos de lo que es la forja, tratamientos trmicos y el acero. De igual manera, conocer la distribucin de los equipos en el laboratorio. Todo esto, en conjunto para adquirir los conocimientos previos necesarios para llevar a cabo una prctica en el laboratorio.

DESARROLLO

FORJA

ANTECEDENTES

Desde el inicio de la civilizacin el hombre ha usado los materiales que encontraba en su entorno para mejorar su vida. En base a esto, existe una clasificacin de las edades: Edad de piedra, edad del cobre, edad del bronce y edad del hierro.Esta clasificacin debido a los materiales que us. Desde lo ms simple, que no necesitaba modificar. Pieles, piedras, palos, huesos. Posteriormente utiliz los metales que encontraba en la superficie terrestre. Primero fue el cobre, fcil de moldear incluso golpendolo en fro o llevndolo a temperaturas relativamente bajas de 200 C.Descubri despus que uniendo estao al cobre se produca un material ms duro y que tena un grado de fusin muy bajo. Empez as a conocer las bases de la metalurgia, haciendo los primeros moldes de arena y arcilla lo que le permita conseguir tiles y objetos por vertido. Este nuevo material era el bronce.La escasez de estao e incluso cobre y la facilidad de proveerse de mineral de hierro, que constituye el 5% de nuestro planeta, llev a la humanidad a entrar a la edad en la que actualmente nos encontramos, la del hierro, el cual es obtenido de diferentes minerales.

As comenz la forja, tan slo calentando el material y golpendolo se forma un magma que va agregndose. Con los sucesivos golpes se separa el hierro dulce que se puede modelar y las escorias de impurezas y cenizas. Fue continuando su progresin de conocimientos en el trabajo del hierro y vio que calentando el herraje en carbn vegetal se produca una progresiva carbonizacin del material que con el enfriado rpido en agua o en aceite, consegua unas propiedades de endurecimiento que le haca til para utensilios y armas. Por fin a mediados del siglo XIX el britnico Henry Bessemer desarroll un horno o convertidor que podra conseguir fcilmente la fusin del hierro (1.536 C). Comenz as la produccin de fundiciones complejas y entro en la Revolucin Industrial con los laminados en los altos hornos a los que debemos los progresos ms actuales de nuestra civilizacin.DEFINICIN

FORJA: Operacin de conformado mecnico por la cual se obtienen piezas de seccin transversal irregular al comprimir un bloque metlico, denominado tocho, entre dos tiles de trabajo llamados estampas, aprovechando la plasticidad del material.

TIPOS DE FORJA

1. FORJA EN FRO. Fundamentalmente se efectan operaciones de acabado o aquellas que se caracterizan por pequeos porcentajes de deformacin.

2. FORJA EN CALIENTE. El 90% de piezas forjadas son hechas con este mtodo. Con el calentamiento correcto de la pieza se mejora la capacidad de sta para cambiar de forma y dimensiones, sin que se presenten fallas o agrietamiento.

3. FORJA DE MATRIZ ABIERTA O LIBRE. Este tipo de proceso se emplea para producir formas simples en poco tiempo y con bajo costo, esto es debido a que carecen de detalles y dimensiones exactas. Las formas producidas con matriz abierta usualmente requieren de maquinaria adicional para poder terminar la geometra de la pieza.

4. FORJA ESTAMPA. En este proceso se utiliza una matriz, dado o estampa con una o varias cavidades de la geometra de la pieza. El impacto de la maza o la presin del mbolo sobre la pieza de trabajo, la obliga a llenar todo el hueco de las matrices coincidentes.

5. FORJA CON RODILLOS. Este proceso se emplea para reducir la seccin transversal de barras, razn por la cual se aplica en operaciones de preforma para la posterior forja en estampa. Por la forma en que se realiza y debido a su limitada aplicacin, en muchas ocasiones no se le menciona al definir los procesos de forja; normalmente involucra grandes deformaciones, por lo que se efecta en caliente.

MATERIALES USUALMENTE FORJADOS

En general podrn ser forjados todos aquellos materiales y aleaciones que presenten una buena plasticidad a la temperatura de trabajo, por lo que los cbicos de cara centrada y algunos cbicos de cuerpo centrado y hexagonales compactos podrn forjarse; los ms comunes son los aceros al carbono y de baja aleacin.

Materiales con alguna aplicacin industrial son, por ejemplo: Aceros inoxidables Aceros refractarios Aluminio y aleaciones de aluminio Cobre y sus aleaciones Magnesio y sus aleaciones Titanio y sus aleaciones Nquel y sus aleaciones Berilio Algunas aleaciones de materiales refractarios, tales como Tungsteno niobio molibdeno

La forjabilidad en los aceros estar determinada por su contenido de carbono y de otros aleantes.

ACERO

Las aleaciones industriales de Fe - C se clasifican, independientemente de los dems elementos de aleacin, segn el contenido de carbono en:

Un acero es simplemente una aleacin Hierro-Carbono en la cual este ltimo se encuentra en un porcentaje pequeo. El Hierro puro es un material suave y dctil, pero la adicin de carbono lo cambia a un material duro y resistente. La cantidad de carbono que se aade a la aleacin tiene un efecto sobre la dureza y la resistencia que obtiene el material, lo cual se da en trminos de la resistencia y la ductilidad que posee el acero.

Entre mayor sea el contenido de carbono mayor es la dureza del acero, tanto en el estado recocido como en el estado endurecido; este contenido de carbono se aproxima al 2.11%.

En los aceros se tienen distintas clasificaciones, por ejemplo cuando se refiere a la relacin existente entre el contenido de carbono y la dureza, se tiene:

El trmino dulce tambin se utiliza en lugar de suave.

Los aceros de bajo carbono tienen un contenido de carbono de 0.08 a 0.25 %. Generalmente, se consideran como aceros para maquinaria y se endurecen nicamente por carburizacin. Grados como AISI 1018 0 AISI 1020 son grados comunes de aceros de bajo carbono.

Aceros de mediano contenido de carbono tienen un contenido de dicho elemento entre 0.25 y 0.60 %. Estos aceros se pueden endurecer en la condicin en que estn; sin embargo, no se desarrollan altos niveles de dureza. Ellos son, generalmente, muy tenaces y resistentes y se emplean en aplicaciones tales como engranes, ejes o en aplicaciones en chumaceras. Grados AISI 1045 o AISI 4140 son aceros de mediano carbono comunes.

Los aceros de alto carbono, cuyo rango de carbono va de 0.6 a 2.11 %, se consideran aceros de alto carbono y con contenidos de entre 0.6 a 2.4 % como aceros para herramienta. Los grados AISI 1095 a aceros de alta velocidad estn dentro de este grupo.

EFECTO DE LOS DISTINTOS ELEMENTOS EN LOS ACEROS.

TRATAMIENTOS TRMICOS DEL ACERO

DEFINICIN T.T. :Es una combinacin de operaciones de calentamiento y enfriamiento, en tiempos determinados y aplicadas a un metal o aleacin en el estado slido en una forma tal que producir propiedades deseadas

Los tratamientos trmicos del acero se basan en la aplicacin de las transformaciones estructurales que experimenta el acero (transformaciones alotrpicas) y de los procesos de recristalizacin y de difusin. Todos los procesos bsicos de tratamientos trmicos para aceros incluyen la transformacin o descomposicin de la austenita.

Es importante en este punto mencionar la necesidad de tomar en cuenta que cada uno de los tratamientos considerados arriba, incluyen para la pieza o piezas a tratar un ciclo de calentamiento, mantenimiento a la temperatura seleccionada y un ciclo de enfriamiento. Estos ciclos de calentamiento y enfriamiento, as como el mantenimiento a la temperatura seleccionada, van a depender del tamao, forma y espesor de la pieza o piezas.

T.T. SIN CAMBIO DE COMPOSICIN

1. RECOCIDO

El objeto del tratamiento trmico denominado recocido es destruir sus estados anormales de los metales y aleaciones. As como ablandarlos para poder trabajarlos. A una temperatura adecuada y duracin determinada seguido de un enfriamiento lento de la pieza tratada.

2. TEMPLADO

Este es un proceso de calentamiento seguido de un enfriamiento generalmente rpido para conseguir dureza y resistencia mecnica del acero Se realiza a temperaturas muy elevadas, de unos 1,250 C cercanas a la del punto de fusin. Se enfra rpidamente para evitar impurezas El medio de enfriamiento ms adecuado son: aire aceite, agua, bao de plomo, bao de mercurio y bao de sales fundidas. El templar a un acero no se refiere que obtendr la mxima dureza que pueda lograr sino tambin depende del contenido del carbn que tenga la pieza.

3. REVENIDO

Es un tratamiento complementario del temple, que regularmente sigue a ste. A la unin de los dos tratamientos tambin se le llama "bonificado". El tratamiento de revenido consiste en calentar al acero seguido del normalizado o templado, a una temperatura menor al punto crtico, seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rpido cuando se deseen resultados elevados en tenacidad, o lento, para reducir al mximo las tensiones trmicas que puedan causar deformaciones.

4. NORMALIZADO

El normalizado es un tratamiento trmico que se emplea para dar al acero una estructura y caractersticas tecnolgicas que se consideran el estado natural o final del material que fue sometido a trabajos de forja, laminacin o tratamientos defectuosos. Se hace como preparacin de la pieza para el temple.El procedimiento consiste en calentar la pieza entre 30 y 50 grados centgrados por encima de la temperatura crtica superior, tanto para aceros hipereutectoides, como para aceros hipoeutectoides, y mantener esa temperatura el tiempo suficiente para conseguir la transformacin completa en austenita. A continuacin se deja enfriar en aire tranquilo, obtenindose una estructura uniforme.

Grfica comparativa tratamientos trmicos

T.T. CON CAMBIOS DE COMPOSICIN

1. NITRURADO

El proceso de nitrurado es parecido a la cementacin pero difiere en que el material se calienta a los 510C y se mantiene as en contacto de gas amonaco. De esta manera los nitruros del amonaco ayudan a endurecer el material. Tambin existe la modalidad lquida en la cual, el material es sumergido en un bao de sales de cianuro a la misma temperatura del nitrurado normal.

2. CEMENTADO

Consiste en el endurecimiento de la superficie externa del acero al bajo carbono, quedando el ncleo blando y dctil. Como el carbono es el que genera la dureza en los aceros en el mtodo de cementado se tiene la posibilidad de aumentar la cantidad de carbono en los aceros de bajo contenido de carbono antes de ser endurecido. El carbono se agrega al calentar al acero a su temperatura crtica mientras se encuentra en contacto con un material carbonoso. Los tres mtodos de cementacin ms comunes son: empacado para carburacin, bao lquido y gas.

3. CIANURADO

CIANURADO. Tambin llamado carbonitrurado lquido, el cianurado consiste en combinar la absorcin de carbono y nitrgeno para obtener la dureza necesaria en materiales de bajo carbono. El material es sumergido en un bao de sales de cianuro de sodio.

CROQUIS

LAB. DE FORJA Y T.T.

ENTRADAJEFATURArea de estudio terico (bancas, pizarrn)516423789101112131414414151617182019

No.Nombre EquipoEspecif.Imagen

1Tina enfriamientoEmplea soluciones acuosas

2Tina enfriamientoCuenta con sermentiles

3Tina enfriamientoUsa gua, aceite, salmuera

4Horno elctricoDe lecho fluorizado (1000C)

5Horno elctrico De ladrillo refractario(300C)

6Horno elctrico(600C)

7Tina enfriamientoCon aldersor

8Horno elctricoCon pirmetro (1600C)

9Horno de gasTipo crisol Tiro forzado/inducido1200C

10Horno de gasTipo cmaraDe ladrillo refractario (2000C)

11Estampadora3000 kN

12Prensa45 ton

13Martillo de cada libre20 ton

14Hornos de laboratorioTemperaturas varias

15MuflaDe fibra de cermica (1600C)

16FraguaUsa carbn o coque

17Martinete1 ton140 golpes/min

18Martinete1/2 ton180 golpes/min

19HornoDe tratamiento t. Tipo movible

20Troqueladora---

CONCLUSIN

Como se pudo analizar en el presento trabajo, la forja no es nada nueva. Si bien, hace miles de aos se descubri y se practica, en la actualidad ha tenido un mayor desarrollo en base a los descubrimientos anteriores. Adems, se perfeccion y se crearon diferentes tipos de acero dependiendo de las necesidades de uso, en los cuales pueden ser modificadas y mejoradas sus propiedades mecnicas gracias al uso de los diferentes tratamientos trmicos existentes. WEBGRAFA

Consultado el da 14 de abril del 2015, en:http://www.forjanoble.es/historia-forja.asp

Consultado el da 14 de abril del 2015, en:http://www.dimf.upct.es/personal/MM_I/Practicas%20Materiales.pdf

Consultado el da 14 de abril del 2015, en:http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/2548/07-MPM-Cap4-Final.pdf?sequence=7

Consultado el da 14 de abril del 2015, en:http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_mec/m6/aceros%20estructuras%20y%20tratamientos%20termicos.pdf

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